低活化马氏体(RAFM)钢因具有优异的抗中子辐照肿胀性能和热机械性能，以及低活化特性，是未来聚变堆包层的重要结构材料。在聚变堆服役过程中，包层结构材料持续受到来自堆芯等离子体聚变产生的高热载荷冲击作用。因此，RAFM钢疲劳行为研究对于包层结构设计和服役安全评价具有重要意义。
近日，核装备与核工程学院赵彦云副教授（第一作者）与中国科学院合肥物质科学研究院、中国石油大学（华东）科研人员合作，报道了系列RAFM钢疲劳行为研究工作。研究人员研究了多轴非比例加载下RAFM钢的疲劳行为及失效机制（如图1所示），揭示了RAFM钢非比例多轴载荷加速位错胞形成的多轴载荷附加强化机制(J. Nucl. Mater. 558(2022)153324)。在另一项工作中，研究人员通过表面机械滚压处理工艺，在RAFM钢表面成功制备了梯度层，并研究了表面梯度结构对RAFM钢高温疲劳性能的影响。研究结果表明，梯度纳米层可以有效的抑制RAFM钢疲劳应变局域化，推迟疲劳裂纹的萌生时间，从而将疲劳寿命提高5倍以上（Int. J. Fatigue 163(2022)107013）。
图1.动态载荷作用下9Cr马氏体钢微观结构失效行为。
上述相关研究成果发表在J. Nucl. Mater.和Int. J. Fatigue上，得到了国家自然科学基金等项目的资助。
文章连接：
（1）https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2021.153324
（2）https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2022.107013
